基于不同桩基模拟方式的大块式基础动力数值分析

为了更合理预测采用桩基的大块式基础的动力特性,建立桩基仿真模型并与桩-土动力试验相互验证,对组合桩基模型与大块式基础模型进行有限元数值分析,同时参考设计院所使用以弹簧单元模拟桩基的方式,建立数值模型并进行分析,探讨不同的桩基模拟方式对大块式基础动力特性的影响。研究结果表明:使用弹簧单元模拟桩基的方式忽略桩土质量、阻尼的影响,会造成大块式基础振型缺失、自振频率整体偏大、强迫振动响应被放大;使用桩基仿真模型更能反映大块式基础动力特性但计算成本增加。上述结论可为采用桩基的大块式基础动力特性研究提供参考。

大型钛电极块的压制工艺与仿真分析

本文研究了利用海绵钛压制钛电极块的成型理论,分析了现有钛电极块生产工艺中的不足,仿真分析了大型钛电极块的新型生产工艺。本文采用了多次加料、分步压制的工艺模式,分析了大型钛电极块在压制过程中的受力、应力和密度分布状态。在实际生产过程中采用大型液压机压制出了典型的钛电极产品,满足了产品性能要求。

用于阻挡Z箍缩飞溅物的旋转开口圆盘系统

针对Z箍缩等离子体内爆后期,由于等离子体柱反弹产生的飞溅物会对诊断设备的光学器件造成污染的问题,设计了一种使用旋转开口圆盘进行飞溅物阻挡的系统,可实现在X射线入射到探测器后迅速遮挡光学通道,达到保护诊断系统的目的。分析了旋转开口圆盘的阻挡原理,并根据该原理设计了开口圆盘的形状、尺寸、转速等参数,计算了开口圆盘能够遮挡的飞溅物速度范围为112.4~104 m·s^(-1),允许的时间抖动为12.5μs。通过有限元分析对旋转开口圆盘的应力、形变及模态进行了分析,并基于分析结果对开口圆盘的设计进行了优化,使其最大应力值降低了45%。最后给出了同步触发方案,以确保在光学通道开放时同步触发X射线发射。

全钢载重子午线轮胎成型中胎圈最佳落点的仿真研究

以两种规格轮胎为研究对象,对全钢载重子午线轮胎成型中胎圈最佳落点进行仿真研究。通过建立有限元仿真模型对全钢载重子午线轮胎成型中扇形块的锁紧过程进行仿真,并将仿真结果与实测数据进行对比,验证了有限元仿真模型的准确性;通过调整扇形块的横向位置,从扇形块径向锁紧力和胎圈横向位移两个角度确定了胎圈的最佳落点。

基于Simulation仿真的辊道卡阻原因分析及改造

针对1 780 mm热连轧中间辊道在生产中发生的卡阻现象,通过Soildworks对其建立三维模型,并利用Simulation有限元分析的方法 ,对该辊道在生产期间的卡阻故障原因进行热模态有限元分析,并采用材料力学方法进行理论计算和比对,结论是一致的,验证了结论的正确性。同时提出了改造方案,经现场实践,问题得到了解决。

新型挡土墙砌块剪切性能试验与数值分析

新型装配式挡土墙由榫卯型砌块干垒而成,通过模型试验,并结合有限元模拟,从局部的角度出发,对不同榫卯数量砌块的剪切性能进行了对比研究,结果表明:竖向压力和榫卯数量对砌块的抗剪性能有一定的影响,竖向压力越大,砌块的抗剪强度越高;榫卯数量的增多,砌块之间契合性变差,砌块的抗剪强度会降低;砌块损伤主要发生在榫卯部分,生产时应采取措施进行局部加强。该榫卯型砌块挡土墙的优化设计和加固提供了参考。

固液两相流自坐封式截断阀的设计与仿真

自坐封式截断阀应用在所有石油化工管道上,实现安全坐封,保护管道安全。基于固液两相流对自坐封式截断阀的坐封过程进行有限元仿真,对阀芯的四种工况进行理论分析与数值模拟,得出相应流场流线图、速度图,以及阀芯、阀芯底座的应力云图、变形云图。由结果可知,自坐封式截断阀的工作状态下,阀芯的接触表面存在严重的集中应力场,应力场的最大应力不超过16500 MPa(微小局部),最大变形量不超过0.055 mm;阀芯底座最大应力不超过654.47 MPa(微小局部),最大变形量不超过0.080mm,引起接触表面轻微变形,影响阀门使用寿命。研究结果对截断阀阀芯结构优化改进提供相应的理论支撑。

分布式质量块结构高g值加速度传感器仿真分析

针对航空航天、机电、石油等领域的高g值加速度监测需求,设计了一种分布式质量块结构的压阻式加速度传感器。运用敏感性分析和响应面方法对敏感结构模型优化,同时提升结构的固有频率和灵敏度;研究所构建模型在不同方向加速度作用下的应力分布特点,设计抗交叉干扰的传感器信号检测电路;分析结构的加工流程及封装工艺,有利于下一步制造应用。仿真结果表明:该传感器的量程为100000 g,灵敏度为2.18μV/g,一阶固有频率为157.82 kHz,理论上消除了横向交叉干扰,有效提升了传感器的性能。

UHPC-CA装配式干砌挡土墙设计及其稳定性研究

设计出一种新型装配式空心挡块,挡块由掺粗骨料超高性能混凝土(UHPC-CA)浇筑而成,其干砌式墙体强度及耐久性较传统现浇挡土墙均得到提升,挡块间采用梯形榫槽进行连接,榫槽尺寸及角度基于摩擦自锁原理确定;利用模型试验、有限元仿真和理论分析等手段对新型挡块干砌式挡土墙的稳定性进行研究。结果表明:所设计的挡块榫槽间连接可靠,未发生榫槽间脱落导致的局部破坏,干砌式挡土墙整体性良好,且抗倾覆安全稳定性可达到等同现浇的效果;新型挡土墙多种方式堆砌可适用于各级标准载重汽车行驶道路的路堤以及路肩等防护工程,双排堆砌即可保证梯形榫不发生剪切破坏;挡块填土孔内可填充种植土和种植绿植,具有良好的生态效益。

垂直敷设方式下电力电缆电磁-流体-温度场研究

温度分布是决定电力电缆能否安全稳定运行的关键因素之一,主要受载流量、敷设方式及运行环境等影响。为研究垂直敷设方式下的电缆温度分布特性,首先以高层建筑电缆竖井为研究对象,构建简化的三维电缆竖井多物理场仿真模型,采用有限元法计算电缆竖井内部流体及温度分布情况,分析温度变化规律。其次,对比研究载流量及防火封堵材料等因素对电缆温度分布的影响。研究结果表明:相比于水平敷设方式,垂直敷设电缆温度更易受电缆竖井内部空气流动的影响,空气流动导致电缆不同部位的温度分布差异较大;而负载电流升高及添加防火封堵材料则会造成电缆温度的局部升高及不同楼层间电缆温度分布规律的变化。

核电蒸汽发生器低水位堵板设计优化

为减少核电蒸汽发生器检修期间的辐射剂量,采用机器人进入水室内部代替人工进行一次侧管道口低水位堵板的拆装工作。这里针对进入水室工作的机械臂末端负载与现有堵板质量矛盾的问题,通过对现有堵板的结构和实际工况分析,设计了左、中、右三块分体式新型堵板,各分块堵板可通过U形槽与Z字形块实现拼接组装,同时对堵板材料进行优化选择,达到堵板轻量化和强度指标的目的;利用Proe设计低水位堵板三维模型,导入AnsysWorkbench软件,模拟水室内检修工况,对低水位堵板进行力学分析。仿真结果表明:采用厚度为4mm的6061-T6材料最大应变为1.45mm,最大应力为117.17MPa,且质量最大的中间板为5kg,满足现场工况要求。同时进行了堵板前6阶模态分析,结果可为后续检修过程中的机电设备选用提供参考。机器人堵板操作实验表明,设计的分体式堵板满足机器人负载要求,并能通过人孔实现在主管道口的安装。

高墩连续梁0#块托架设计与施工研究——以沙坡特大桥为例

做好桥梁0#块托架的设计与检算,能够更好地对高墩连续梁施工过程进行控制。文章以沪昆客专贵州段沙坡特大桥(48+80+48)m、(72+128+72)m连续梁的0#块施工项目为例,详细介绍该桥梁悬臂托架的设计思路及结构的有限元仿真计算,并对悬挑结构0#块托架安装及预压施工控制要点进行探讨,以供参考。

基于INTESIM5.0的气缸体静力学大规模分布式并行计算

针对现如今汽车工业对高精度、高效率数值仿真的迫切需求,研究了支持分布式并行计算的工业仿真软件INTESIM5.0对于大规模精细仿真的适用性。研究方法包括建立3个网格规模不同的气缸体模型,分别使用INTESIM和某商软模拟100万网格模型,对比两者结果以验证INTESIM的计算正确性。使用INTESIM在神威·太湖之光的商用计算系统,模拟1亿网格模型,发现并行加速比和并行效率符合一般规律。对比3个模型的INTESIM求解结果,论证精细建模的优越性。研究结果表明INTESIM完全胜任超大规模并行计算,从而以低时间成本获得高精度仿真结果,有助于提升汽车发动机缸体的可靠性和耐久性优化效率。

锚杆加固散粒体的作用机制研究

采用细观数值模拟的方法研究岩土工程中散粒体锚杆加固的作用机制,基于随机模拟技术建立加锚散粒体的三维随机颗粒模型,采用颗粒形状系数控制颗粒表面的不均匀起伏程度,基于修正的增广Lagrangian算法的非线性接触算法模拟颗粒之间、颗粒与锚固体、颗粒与承托结构的相互接触,颗粒的物理力学性质服从Weibull概率分布,采用细观损伤软化模型描述颗粒的变形和破碎。分别建立散粒体和加锚散粒体的三轴数字试样,采用位移加载来进行不同围压下的常规三轴剪切试验,研究不同加锚密度对散粒体工程力学特性的影响。数值模拟结果表明:锚杆加固的作用机制为锚固体与颗粒紧密接触、相互咬合形成摩擦阻力,承托结构形成对颗粒体的径向助力,锚杆与其附近的颗粒形成锚固区;锚杆加固能显著提高散粒体的抗剪强度和整体性,峰值主应力差提高37.8%～88.8%,初始模量提高37.4%～93.2%,内摩擦角提高13.3%～24.2%。

虚拟预测方法在柴油机低噪声设计中的应用

为了降低柴油机的整机噪声,采用虚拟预测方法对该发动机的机体进行了低噪声改进设计.该虚拟预测方法采用了多体动力学法-有限元法-声学仿真法的集成预测方法,用多体动力学分析机体承受的动态载荷,用有限元法分析载荷作用下的动态响应.用声学仿真法分析了由机体表面的振动而辐射的噪声.依据该方法提供的振动与声学信息,对某发动机的机体和曲轴箱结构进行了改进,并比较了机体上某点的振动加速度值和辐射噪声值.结果表明,该虚拟预测方法的结果与试验结果吻合较好.改进后机体上与辐射噪声较大的薄壁件连接部位的振动显著降低,机体的噪声也得到了降低.

泡沫混凝土型块填充板的试验与有限元分析

将废旧聚苯乙烯泡沫塑料（EPS）回收后破碎成3~8mm大小的颗粒,与水泥浆和胶粉溶液按一定的配合比均匀拌合成聚苯乙烯泡沫混凝土,并制成中心对称的圆环体型块填充在现浇双向板的中性轴部位,可以节省大量混凝土,降低造价.用有限元软件ANSYS对此新型现浇EPS混凝土型块填充板进行静载作用下的非线性分析,结果表明其性能优越,有推广潜力.

基于有限元的柴油机机体疲劳寿命仿真

基于有限元应力分析,应用S-N曲线法,对某4缸柴油机机体在标定工况载荷下的疲劳寿命进行了仿真分析。仿真结果表明,机体疲劳强度的薄弱区域位于机体横隔板及机体上半部分,比较了疲劳寿命分布与静态应力分布的异同。

发动机机体振动噪声的预测方法

采用综合多体动力学-有限元法-声学分析法的集成预测方法,对发动机机体振动噪声的预测方法进行了研究,并详细介绍了该方法的分析流程.通过多体动力学得到作用于机体上的载荷时间历程,用有限元法预测机体表面的振动,通过声学分析法预测机体表面辐射的噪声.将振动和声学预测数据与试验数据进行比较,结果表明该方法可以准确预测机体的振动噪声水平,可用于机体的虚拟改进设计.

川滇地区地壳应变能密度变化率与强震复发间隔的数值模拟

以最新的川滇地区深部构造成像为基础,以构造应力场、GPS观测和断裂带活动速率为约束,建立了川滇地区的3维黏弹性有限元模型,通过数值模拟计算讨论青藏高原高海拔地形蓄积的重力位能、区内主要活动断裂带的错动速率、由地震波速度计算出来的各地块的介质弹性参数以及岩石、介质蠕变性质差异对川滇地区地壳现今构造运动的影响。模拟计算出研究区域内各主要活动地块和主要活动断裂带的应变能密度积累速率,并探讨了应变能密度积累速率与强震复发间隔的关系,对模拟结果和地质观测方法得到的结果进行了比较分析。模拟结果显示:青藏高原及文中研究区域内高海拔地形蓄积的重力位能和块体间的相互作用是控制区内主要活动断裂现今滑动速率、各Ⅱ级活动块体运动性质和地壳内应变能积累速率的主要动力学因素。

船体分段钢结构焊接过程仿真

通过有限元与神经网络相结合的方法 ,模拟了船体上层建筑、舷侧分段钢结构典型部位的焊接过程 ,并对其温度场、位移场进行了仿真 ,分析了组焊工序、焊接工艺参数对上述分段钢结构焊接变形的影响。研究结果表明 ,采用有限元与人工神经网络相结合方法 ,可以快速分析、预测船舶钢结构的焊接变形 ,且仿真结果与实焊数值能较好吻合。并分析出影响船体分段钢结构焊接变形的主要因素是钢板拼焊后产生的残余应力 ,增加消除焊接应力工序 。